基于PMC的伺服刀塔系统设计与实现

　　可编程机床控制器(Programmable MachineController,PMC)是由FANUC数控系统主机中PMC控制模块和外置的I／O模块单元组成。专门用于对机床的控制。在刀塔的控制中，PMC根据CNC、伺服系统以及机床控制的需要。有机地协调它们之间的关系，以达到良好的逻辑控制效果。本次设计中用的接口信号有3类：机床侧-PMC信号；CNC++PMC信号；伺服驱动器-PMC信号。

　　3.1 运行信号波形

　　运行信号时序图说明了刀塔在自动换刀方式下换刀过程中各信号动作的情况。系统新的换刀请求与启动指令之间应该有50 ms的延时。启动指令保持100 ms以上有效。运动到目标位置后，伺服驱动模块将刀架到位信号和锁紧信号反馈给PMC，经PMC确认后，向CNC发出换刀完成信号。具体各信号的动作波形如图3所示。其中Mod.1为自动换刀方式。

　　3.2 PMC控制原理及其软件流程图

　　当CNC发出换刀T指令(TF：F0007．3=1)后，PMC将接收到的T代码指令数据与刀塔当前刀位数据进行比较判别，若一致时．刀塔锁紧检测(PX.Lock：XO001.1=1)，关断伺服驱动器(SVF：YOOOO.2=0)，完成换刀动作(T.FIN：G0005.3=1)；若不一致时，根据目标刀号位置与当前刀号位置，计算出最优路径并接通伺服驱动器发出刀塔松开指令(EV．Unlock：Y000.0=1)，待松开检测接近开关发出松开完成信号(PX.UMock：X0001.0=1)后，令伺服电机转向指令目标位置运动，目标位置到达后，伺服系统将到位信号(ST.INDEX：X0001.3=1)送给PMC，PMC经比较确认后命令刀塔锁紧(EV.Lock=1)。待锁紧检测接近开关发出锁紧完成信号(PX.Lock：X0001.1=1)后，关闭伺服驱动器并发出T代码结束信号(T.FIN：G0005.3=1)送给CNC，CNC在收到T．FIN后，经过系统参数设定的延时，将TF选通信号恢复“0”状态，完成换刀动作，CNC继续执行下一段程序。部分信号地址见表2。具体控制系统流程图如图4所示。

4 结束语

　　本文介绍了伺服刀塔的硬件和软件系统的设计方法．该刀塔采用伺服电机作为驱动元件，利用驱动器进行位置精确控制，不仅简化了刀塔的机械结构，而且提高了转位速度和精度，使其可靠性增强．有效地满足了数控机床对功能部件的要求，广泛应用在中、高档数控车床上，具有较高的工程应用价值。